等螺距螺杆真空泵内气体流动的数值模拟研究

应用计算流体力学(CFD)方法对螺杆干式真空泵进行数值模拟计算,建立了针对螺杆干式真空泵流场的分析方法。对泵腔中流动区域进行三维建模,采用SCORG和ANSYS-ICEM软件对转动域和固定域分别进行了网格划分,利用瞬态模拟方法得到了泵内压力场、速度场和温度场的分布情况,并计算出抽气速率等参数。网格无关性分析结果与理论数据对比表明数值模拟结果可靠,符合预期。

喷油螺杆真空泵油气分离系统的设计研究

针对喷油螺杆真空泵产品进行设计,重点介绍了真空泵油气分离系统的设计方法。根据真空泵的工作原理,结合工程实践,首先拟定油气分离系统组成,以及油气分离罐的结构设计方案;然后针对油气分离罐中重要零件如筒体、法兰等进行详细分析和计算,确定筒体公称直径、厚度等重要参数;之后基于爆破片的结构原理进行选型和计算,确定其爆破压力和排放面积等参数;最后运用三维设计软件完成整个结构的三维模型设计,进一步验证了油气分离系统结构的合理性。

螺杆真空泵在氯乙烯精馏尾气吸附装置中的应用

氯乙烯精馏尾气吸附运行过程中,活塞式真空泵密封性差、易泄漏,存在一定的安全隐患。昊华宇航化工有限责任公司将活塞式真空泵改造为螺杆真空泵,并对螺杆真空泵在使用过程中存在的问题进行了改进,杜绝了VOC外排。

干式螺杆真空泵在聚酯装置中的应用探讨

分析了聚酯装置缩聚真空系统的工艺操作要求和设备配置,介绍了干式螺杆真空泵的工作原理和特点。结合工程案例,讨论了干式螺杆真空泵在聚酯缩聚真空系统中的应用,利用Aspen Plus模拟确定了主要操作参数,并完成了干式螺杆真空泵的选型及配置。采用新方案时,乙二醇回收率达99.8%,副产物乙醛的一次性去除率达98.8%;与液环真空泵方案相比,干式螺杆真空泵方案每年可节约运行成本53万元。

干式螺杆真空泵机组在蒸馏系统中的应用

以往液环真空泵在化工蒸馏系统中承担抽取真空降低气相沸点的作用,因其结构简单、安装维护方便及流量大等特点被广泛使用,但在高真空运行场合,液环真空泵所需真空度就满足不了实际需求,在二氯苯生产装置中,因对二氯苯和邻二氯苯沸点较高,且两种物质属于同分异构体,沸点相差约5℃,需要高真空来降低蒸馏沸点,提高分离效率。并且在二氯苯氯化反应中,因反应产物含有催化剂三氯化铁、氯苯、苯、HCL、二氯苯及少量水分等混合物,物料的客观腐蚀性也是造成以往真空泵故障的一大因素,特别是在氯碱下游行业中比如氯化工艺蒸馏尾气工况中,面临氯化氢腐蚀情况及环保废水处置等,传统的液环真空泵面临着吸收液分离提纯及废水处置成本高等现实问题,通过选用干式螺杆真空泵机组,不仅在真空度方面能大大提升了塔所需的极限真空能力,降低蒸馏塔蒸汽消耗,同时选用真空泵前洗涤系统,通过对气相介质中的颗粒物及酸性气体进行洗涤,有效改善干式螺杆真空泵的运行工况,促进了蒸馏分离塔的真空稳定能力,降低了真空泵的故障率,实现了装置连续化稳定,通过螺杆真空泵替代液环泵,取得了明显的经济和环保效益。

螺杆真空泵平滑连接摆线型转子型线设计及分析

螺杆泵转子型线的设计是螺杆泵研究的重要内容之一。摆线转子型线是一种常用的型线,型线位于节圆外的部分为外摆线,位于节圆内的部分为内摆线。选取合适的齿顶圆半径和节圆半径,分析构建了转子型线外摆线和内摆线方程及齿顶圆和齿根圆方程;设计了单头对称的摆线型螺杆泵转子型线及转子,并以此为基础,分析了转子容积利用率与相关参数的关系,为摆线型罗茨泵的设计奠定基础。

低比功率宽工作能力的螺杆真空泵设计与试验

为开发能高效适应0.1~100kPa宽工作压力范围,且能兼顾预期极限真空工艺工况的螺杆真空泵,设计了分段式渐进变化螺距螺杆。其第一部分导程由小到大变化,位于吸气端,从第二部分开始导程由大到小渐进变化,该构造确保了螺杆良好的动平衡性,可保证齿面结构完整;前两级导程决定了螺杆真空泵的吸气量,相邻导程比率决定了压缩能力;末端导程螺距变化小,螺杆齿宽大,保证了螺杆的加工性能。试验证明采用分段式渐变螺杆转子的螺杆真空泵,在整个工作压力区域都能保持较大的抽速,并且可依据工作预期优化螺距参数,极大降低了设定工作压力区域的比功率,从而提高抽气效率,大幅降低驱动功率,使泵运行效果良好。

“双碳”愿景下螺杆真空泵的设计与对策

螺杆真空泵作为干式中低真空泵,具有抽速范围宽、能耗低、无油污染等诸多优点,广泛应用于各个领域。为了服务于国家碳中和的发展战略,本文将碳足迹的核算与管理方法应用到螺杆真空泵的设计与制造中,通过追踪、分析、核算和管理整个产品全生命周期的碳排放足迹,有针对性地从设计、加工制造、供应链运输角度和制度层面提出减少碳排放的具体举措。此项工作有助于企业制订相关碳中和的目标,完成碳足迹的核算,实现节能减排的目的。

双螺杆真空泵新型椭圆弧修正正弦螺旋线螺杆转子设计与模拟

螺杆转子的几何性能直接决定双螺杆真空泵的工作性能。针对现有的螺杆转子存在空间接触线长,泄漏三角形面积大的问题,建立正弦螺旋线和椭圆弧及其共轭曲线的啮合模型,设计了一种新型正弦螺旋线-椭圆弧转子,并推导了其型线方程;通过对螺杆转子几何特性的分析和工作过程的数值模拟,比较了传统螺杆转子和新型转子的不同。结果表明:所提出的新型转子接触线长度缩短了2.54%,泄漏三角形面积减小了27.77%,且齿顶泄漏深度明显小于现有转子,具有更好的密封性能,显著提高了双螺杆真空泵的工作性能,对于改善双螺杆真空泵泄漏具有重要的理论意义和实际工程价值。

干式螺杆真空系统在医药化工企业的应用与维护管理探讨

分析医药化工企业应用极为广泛的水喷射真空泵存在的低效率、高耗水、高污染的情况,介绍新型干式螺杆真空系统的应用情境,分析其在医药化工企业中的应用特点和设计要求,提出科学有效维护管理策略,提高生产过程真空系统的安全性、稳定性、高效性。

一种等齿顶宽的螺杆真空泵单头变螺距转子型线

一种适用于无油螺杆真空泵的单头变螺距螺杆转子新型线,其端面型线依次由齿根圆、摆线、齿顶圆和渐开线线顺序相接组成;该型线的主要特征是:当端面型线沿轴向作变螺距螺旋展开过程中,转子螺旋导程由排气端向吸气端逐渐增大,同时其渐开线的发生圆半径则逐渐变小,使转子齿形面的齿顶宽可以保持不变,因此能够增大吸气端的吸气容积,降低排气端的气体返流泄漏,从而提高泵的抽速和极限真空度.文章中给出了端面型线的极坐标方程、轴向展开方程和渐开线发生圆半径的计算方程,可供设计人员参考借鉴。

严格密封型螺杆真空泵转子型线研究

结合现有干式螺杆真空泵螺杆转子型线的特点,提出了一种严格密封的单头螺杆转子端面新型线,其端面型线依次由齿顶圆、齿顶圆弧过渡曲线、渐开线、齿根圆过渡曲线、齿根圆、长幅外摆线顺序相接组成;采用该型线螺杆转子的主要特征是:两段圆弧、两段过渡曲线和渐开线相切过渡,严格密封且没有滞留区,不会形成泄露三角,从而提高泵的抽速和极限真空度。文中通过啮合理论给出了端面型线推导过程和曲线参数方程,可供设计人员参考借鉴;从实际应用角度出发,采用螺旋面等距面法设计啮合间隙均匀的成对螺杆,从而得到带啮合间隙的端面型线。

干式螺杆真空泵研究现状与展望

介绍目前螺杆式真空泵现状,分析了螺杆端面型线研究情况和整机冷却中存在的问题。

螺杆真空泵自平衡螺杆转子优化设计

为了开发能适应恶劣工况、高效节能和安全运行的螺杆真空泵,设计了一种自平衡的内部压缩螺杆转子模型。使用借助Hermite插值理论导出圆柱变螺距螺旋线的参数方程,构建了变螺距设计参数、尾部压缩级数与螺旋角度的变量关系式,建立了自平衡螺杆转子优化设计模型。通过计算,优化转子质量轴向分布,无需在螺杆转子两端和齿顶减重而达到良好的自身动平衡,动平衡试验证明了设计模型的可靠性,为螺杆真空泵的动平衡研究提供了参考依据。

无油螺杆真空泵螺杆转子设计理念的回顾与展望

基于对国内外公开文献资料的学习和作者多年研究工作的总结,本文回顾了当前关于无油螺杆真空泵中螺杆转子的设计思路与方法,从转子设计的几何学计算、常用转子型线的构成、等螺距与变螺距的螺旋展开方式、转子动平衡设计方法等几方面,进行了详细的综述;选择介绍在国内有产品销售的六款采用特殊结构螺杆转子的外国螺杆泵产品,对其转子特点进行了分析。针对干式泵在应用领域所面临的新挑战,本文还提出了基于气体热力过程分析的螺杆泵专属设计新理念和采用通用泵体和专属转子的螺杆泵生产新方法,并展望由此可能带来的新变化。

渐变式螺杆真空泵设计与试验

为了开发高效节能、安全运行的螺杆真空泵,在现有各类内部压缩螺杆真空泵研究的基础之上,提出了一种三段式内部压缩体积渐进式变化的螺杆转子,并使用Hermite插值理论导出了圆柱变螺距螺旋线的参数方程。设计的变螺距螺杆,第一部分是大导程等螺距区域,位于吸气端,其决定了螺杆真空泵的吸气能力;中间是非线性平滑过渡部分,其长度与非线性比率决定了压缩能力;尾部的排气端是小导程等螺距区域,保证了稳定的极限压力。试验证明采用渐变式的螺杆真空泵可以大幅降低驱动功率,工作噪声低,内部工作温度低,运行效果良好。

一种新型干式螺杆真空泵转子端面型线的研究

介绍了一种新型的干式螺杆真空泵的转子端面型线———双边对称圆弧型线,给出其端面型线方程。介绍了推导方法及参数计算方法,开发了计算程序并给出实例。

内压缩干式螺杆真空泵工作特性数学建模

内压缩螺杆真空泵工作过程中,工作型腔内部同时存在粘滞流、转移流和分子流等多种流态,针对该问题,提出了稳定的操作状态下,等熵压缩的孔径流系数法计算质量流的方法,建立了离散化、漩涡式多级螺杆真空泵工作特性计算模型,解决了内压缩螺杆真空泵抽速与入口压力关系、消耗功率与入口压力关系理论计算问题。分析比较了仿真与试验结果,发现仿真值与试验数据较吻合,理论计算模型计算精度达到预期效果。理论计算模型用于样机试验之前找到最佳的设计参数,为快速开发内压缩螺杆真空泵提供设计方法和技术支撑。

螺杆真空泵单头变螺距螺杆转子型线的研究

本文介绍了一种用于无油螺杆真空泵的单头变螺距螺杆转子型线 ,给出了型线方程和抽速计算公式 。

螺杆真空泵单头等螺距内凹转子型线研究

基于螺杆啮合原理,通过数学推导,得到单头等螺距梯形内凹型线的完整型线方程,包括齿面方程、端面截形以及轴向截形。给出了面积利用系数公式以及理论抽速公式,讨论了型线中各参数对干式螺杆真空泵的性能的影响。最后运用Solidworks软件建模,通过模拟啮合,验证了型线方程的正确性—拥有完整的啮合线,且啮合运转过程中不会发生齿面干涉。